《等效平衡》解題模式探討

河北省定州市河北定州中學(xué) 張 煜

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《等效平衡》解題模式探討

河北省定州市河北定州中學(xué) 張 煜

等效平衡問題是化學(xué)平衡部分的知識(shí)難點(diǎn)，學(xué)生不易理解，考試中經(jīng)常出現(xiàn)。等效平衡不用理解，只要能看出是等效平衡問題并能解出題即可。因此，筆者為學(xué)生總結(jié)等效平衡的解題模式，通過教學(xué)實(shí)踐，這樣講解使學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)容易接受、理解透徹。

等效平衡 解題模式 等效轉(zhuǎn)換

一、什么是等效平衡

實(shí)驗(yàn)證明，如果不是從CO和H2O（g）開始反應(yīng)，而是各取0.0l的molCO2和0.0lmol的H2，以相同的條件進(jìn)行反應(yīng)，生成CO和H2O（g），當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物里CO、H2O（g）、CO2、H2各為0.005 mol，其組成與前者完全相同。

對(duì)于同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)該反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，或是正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，只要反應(yīng)物或生成物滿足一定配比，達(dá)到平衡時(shí)，任何相同組分的百分含量均對(duì)應(yīng)相同，這樣的化學(xué)平衡狀態(tài)互稱為等效平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱等效平衡。

二、等效平衡的類型

等效平衡可以分為三種類型：

1.對(duì)于可逆反應(yīng)，在T、V不變條件下，只改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡式同一邊物質(zhì)的量與原物質(zhì)的相同，兩平衡等效，這類平衡就是等量等效。

2.對(duì)于可逆反應(yīng)，在T、V不變條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物（或者生成物）的物質(zhì)的量比例與原平衡相同，兩平衡等效，這類平衡是等比等效。

3.對(duì)于可逆反應(yīng)，在T、P不變相同的條件下，改變起始加入的情況，只按化學(xué)計(jì)量換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量的之比與原平衡相同，達(dá)平衡后與原平衡等效，這類平衡是等比等效。

三、等效平衡解題模式

1.判斷是否屬于等效平衡問題

如果在題中給出兩個(gè)或多個(gè)平衡比較的字眼就說明該題為等效平衡問題。

2.根據(jù)題意確定屬于哪一類型的等效平衡

題中給出恒溫、恒容或恒溫、恒壓的條件，根據(jù)題中所給方程式看出是△n（g）≠0或△n（g）=0，得到是哪一種（等量或等比）等效平衡問題。

3.運(yùn)用“等效轉(zhuǎn)換”將物質(zhì)折算到方程式一側(cè)

一般以題中所給物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。

4.解答

（1）等量等效：①直接等效；②構(gòu)造等效→平衡移動(dòng)方向。

（2）等比等效：①直接等效；②構(gòu)造等效→平衡移動(dòng)方向。

A.4 mol A+2 mol B B.2 mol A +0.5mol B

C.3mol C+0.5mol DD.3 mol C+1 mol D

解析：?jiǎn)栴}是判斷恒溫、恒容時(shí)充入反應(yīng)物達(dá)到平衡后C的濃度和第一次平衡時(shí)C的濃度的關(guān)系，所以是等效平衡問題。

第一問：只要把第二次充入的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B，恰好是2 mol A和1 mol B，使兩次平衡達(dá)到相同狀態(tài)，那么C的濃度也會(huì)相同，故第一問正確答案：D。

第二問：先把第二次充入的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B，然后和第一次做比較：①A相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上又充入了2mol A和1 mol B，使平衡正向移動(dòng)，所以第二次達(dá)到平衡后C的濃度大于第一次；②B相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上減少了0.5 mol B，使平衡逆向移動(dòng)，所以第二次達(dá)到平衡后C的濃度小于第一次；③C相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上減少了0.5 mol B，使平衡逆向移動(dòng)，所以第二次達(dá)到平衡后C的濃度小于第一次，第二問正確答案：A。

總結(jié)：平衡移動(dòng)方向的判斷：若將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入物質(zhì)和第一次充入的相同則不需要轉(zhuǎn)換）后如果某種物質(zhì)的量比原來多，平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)；如果某種物質(zhì)的量比原來少，平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)。

A.2 mol HBrB.3mol HBr

C.4mol Br2+2 mol H2D.1 mol Br2+2 mol HBr

解析：?jiǎn)栴}是判斷恒溫、恒容時(shí)充入反應(yīng)物要求達(dá)到平衡后HBr的體積分?jǐn)?shù)和第一次平衡時(shí)HBr的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系，所以是等效平衡問題。A、B兩項(xiàng)明顯與原平衡不等效，可以不用考慮。D項(xiàng)根據(jù)剛才講到的知識(shí)可以知道：1 mol的Br2和2 mol的HBr等效轉(zhuǎn)換后相當(dāng)于是2 mol的Br2和1mol H2，與第一次充入的物質(zhì)相同，所以達(dá)到平衡后HBr的體積分?jǐn)?shù)等于w%。C項(xiàng)可以先建立兩個(gè)和第一次相同的平衡狀態(tài)，兩個(gè)容器中HBr的體積分?jǐn)?shù)都為w%，然后把兩個(gè)容器合并成一個(gè)容積為原來2倍容器，平衡不發(fā)生移動(dòng)HBr的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，把容器的體積縮小到和第一次相同，由平衡移動(dòng)原理可知，平衡并不發(fā)生移動(dòng)，所以HBr的體積分?jǐn)?shù)仍為w%。正確答案為C、D。

總結(jié)：平衡移動(dòng)方向的判斷：將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入的物質(zhì)和第一次充入相同則不需要轉(zhuǎn)換）后，如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例少，則平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)；如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例多，平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)。

例3.在一容積可變的密閉容器中加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)

A.3mol C+2 mol DB.1mol A +0.5mol B+2mol C+0.5mol D

C.1mol A +0.5mol B+1.5mol C D.4 mol A+2 mol B

解析：?jiǎn)栴}是判斷恒溫、恒容時(shí)充入反應(yīng)物要求達(dá)到平衡后C的體積分?jǐn)?shù)和第一次平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系，所以是等效平衡問題。先將選項(xiàng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B兩種物質(zhì)：A選項(xiàng)為2 mol A+1 mol B+1mol D，B選項(xiàng)為2 mol A+1 mol B+0.5mol C，C選項(xiàng)為1mol A +0.5mol B+1.5mol C，D選項(xiàng)為4 mol A+2 mol B。其中A、B、C選項(xiàng)明顯與第一次不是等效平衡，可以不用考慮。D選項(xiàng)，先將D選項(xiàng)中的物質(zhì)平均分開，建立兩個(gè)和第一次相同的平衡，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為w%，在將兩個(gè)容器連接起來，平衡也不移動(dòng)，C的體積分?jǐn)?shù)仍為w%。正確選項(xiàng)：D。

總結(jié)：平衡移動(dòng)方向的判斷：將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入的物質(zhì)和第一次充入相同則不需要轉(zhuǎn)換）后，如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例少，則平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)；如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例多，則平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動(dòng)。

四、等效平衡的解題模式總結(jié)

首先，通過審題查看是否是兩次平衡比較的問題，如果是就用等效平衡解決問題的方法解決：看是在定T、V條件下，還是在定T、P條件下？如果是在定T、V條件下，就看反應(yīng)前后分子數(shù)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則用等量等效解決，如果不發(fā)生變化則用等比等效方式解決，如果是在定T、P條件下則用等比等效方式解決。

等效平衡問題是化學(xué)平衡這部分知識(shí)的難點(diǎn)，比較抽象，學(xué)生不容易理解，在考試中也經(jīng)常出現(xiàn)。筆者認(rèn)為該部分教學(xué)應(yīng)以教師講解、總結(jié)為主，學(xué)生多理解教師講解的知識(shí)，多做練習(xí)。對(duì)于等效轉(zhuǎn)換，教師可以結(jié)合習(xí)題，用圖形的方式轉(zhuǎn)達(dá)給學(xué)生，學(xué)生更容易接受。

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0170